SZZF3

Předmět: Elektřina, magnetizmus, vln. a p. optika

Katedra/Zkratka: OPT/SZZF3

Rok: 2018

Garant:

Anotace: Elektrostatické pole ve vakuu - Zákon Coulombův a jeho aplikace. Popis elektrostatického pole, intenzita, elektrický potenciál, napětí, potenciální energie, siločáry a ekvipotenciální plochy.

Přehled látky:
1.Elektrostatické pole ve vakuu, zákon Coulombův, intenzita, potenciál, napětí, potenciální energie, siločáry a ekvipotenciální plochy. Gaussova elektrostatická věta. Elektrické pole nabitého vodiče, elektrostatická indukce, kapacita osamoceného vodiče. 2.Elektrostatické pole v dielektriku - polarizace dielektrika, vektor polarizace, dielektrická susceptibilita a relativní permitivita. Vektor elektrické indukce, zobecněná Gaussova věta. Vektory E a D na rozhraní dvou dielektrik. Energie elektrostatického pole. 3.Ustálený stejnosměrný elektrický proud. Elektrický proud a hustota proudu. Ohmův zákon, odpor a vodivost vodičů. Elektromotorické napětí. Kirchhoffovy zákony, elektrický obvod. 4.Práce a výkon elektrického proudu. Elektrický proud v kovech, v elektrolytech, v plynech a ve vakuu, v polovodičích. Fyzikální principy moderních elektronických prvků. 5.Stacionární magnetické pole. Vektor magnetické indukce a magnetické intenzity. Magnetický indukční tok. Laplaceův zákon. Síly působící v magnetickém poli na elektrický náboj a el. proud ve vodiči. Vliv prostředí na magnetické pole. 6.Elektromagnetická indukce. Faradayův zákon, Lenzovo pravidlo. Vlastní a vzájemná indukčnost vodičů. Vznik a vlastnosti střídavého elektrického proudu, základní obvody střídavého elektrického proudu a jejich řešení. Výkon střídavého proudu, transformace střídavého proudu. 7.Kmitavé obvody, vznik elektromagnetických vln, Maxwellovy rovnice a jejich fyzikální interpretace. Šíření elektromagnetických vln ve vakuu a v homogenním izotropním dielektriku. Rezonanční obvody. 8.Maxwellova teorie elektromagnetického pole. Maxwellovy rovnice, elektromagnetické pole ve vakuu a v látkovém prostředí. Elektrostatické a magnetostatické pole. Stacionární a nestacionární pole. 9.Elektromagnetické vlny. Elektromagnetické vlny v bezztrátovém a ztrátovém prostředí. Šíření vln v anizotropním prostředí. Ohyb, odraz a lom vln na rozhraní dvou prostředí. 10.Optické záření, vlastnosti a využití UV, viditelného a IR záření, zdroje nekoherentního záření. Rozdělení optických prostředí, vlastnosti a využití anizotropních materiálů. Fázová a grupová rychlost, metody měření indexu lomu. Rozptyl, absorpce a disperze, vznik duhy, princip spektrálních přístrojů. Průchod světla rozhraním dielektrik, zákon lomu a odrazu, speciální případy Fresnelových vztahů. 11.Paprsková představa světla, Fermatův princip, eikonálová a paprsková rovnice a jejich použití, šíření paprsků nehomogenním prostředím, gradientní optika. Průchod paprsků nezobrazovacími optickými prvky (optický klín, hranol, vlákno). Princip, základní pojmy a použití paraxiálního zobrazování, metody měření ohniskové vzdálenosti. Omezení paprsků v optických systémech, základní optické přístroje (lupa, mikroskop, dalekohled). 12.Základní pojmy teorie koherence, podmínky interference světla, prostorová a časová koherence. Dvousvazková interference, interferenční zákon, Youngův pokus. Interference v metrologii, základní typy interferometrů. Mnohosvazkové interference, reflexní a antireflexní vrstvy. Optické holografie. 13.Ohyb světla, rozdělení ohybových jevů, projevy Fraunhoferova ohybu světla na štěrbině a kruhovém otvoru. Rozlišovací mez optických přístrojů, ohyb světla na mřížce. Využití Fourierovy transformace pro popis šíření a ohybu světla. 14.Polarizace světla, základní polarizační stavy, polarizační elipsa, Jonesův vektor. Metody vytváření polarizovaného světla (odraz, dvojlom, dichroismus, rozptyl), optická aktivita látek. Malusův zákon, využití optických polarizačních prvků. 15.Radiometrie a fotometrie. Základní veličiny a jejich vztahy, jednotky, fotometrická měření. Základy detekce a dozimetrie ionizujícího záření. 16.Fyzikální základy fotoniky, lasery, zdroje a detektory. Základy statistické a fotonové optiky, nelineární optiky, elektrooptiky a akustooptiky, optického sdělování, holografie a optického zpracování informace, vlnovodné, vláknové a integrované optiky.